本发明专利技术涉及一种便携式硅钢片取向性鉴别仪，包括测试电路和磁导计两部分；测试电路主要由32位单片机系统、信号源、功率放大器、双通道14位A/D电路和14位D/A电路构成；磁导计由励磁机构和感应机构组成；自动判别是利用横纵向的比值来实现判定功能，采用模拟反馈、锁定磁感峰值的技术由32位单片机设置信号源的频率，单片机控制14位D/A经积分器调节输出电压；采用伏安法原理，对电流和电压同步实时采样，对50Hz、/60Hz不同频率下，采用整周期采样，用双通道A/D，每周期每通道采样128个点，输入单片机计算出铁损，在不破坏硅钢片的前提下，对硅钢片进行铁损的检测，它具有高度集成化、自动判别、便携式等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硅钢片晶粒取向性鉴别的性能检测装置，特别涉及用于硅钢片及 其成品的实时铁损测量的一种便携式硅钢片取向性鉴别仪。
技术介绍
硅钢片是电力、电讯和仪器制造业中不可缺少的重要磁性材料，也是磁性材料中 用途最广、用量最大的一种材料，依据轧制工艺可分为冷轧取向和冷轧无取向两种。不同 种类的硅钢片价值不同，海关编码不同，关税不同，海关税号共分为四种，税率不同，具体如 下，宽度在600毫米及以上的取向性硅钢片归入税则号列7225 1100项下，宽度在600毫米 及以上的无取向性硅钢片归入税则号列7225 1900项下，宽度小于600毫米的取向性硅钢 片归入税则号列7226 1100项下，宽度小于600毫米的无取向性硅钢片归入税则号列72 1900项下。目前鉴别的方法主要是经验判定，没有成熟的鉴别手段，给一些不法分子以 可乘之机，李代桃僵，偷逃关税，给国家带来巨大经济损失，而且混淆取向性、以次充好的硅 钢片如果应用作为电机等磁性铁芯材料，将造成重大的安全隐患，给人民群众的人身安全 和财产造成重大威胁，关系到国计民生。所以研究硅钢片取向性鉴别方法和装置是十分必 要的，2008年该项目获得了天津市自然科学基金的资助，项目名称为“硅钢片磁性能测量 影响因素分析和取向性鉴别技术研究”，作为研究成果之一，研制便携式硅钢片取向性鉴别 仪，这将有力提高国境反欺诈力度，为鉴别真伪提供科学的理论依据和技术手段，保护国家 利益不受侵害。本专利技术就是通过实时测量法测量硅钢片的铁损，再通过对比自动判定硅钢片的取 向性。由于硅钢的磁、电物理性能，特别是磁性能直接关系到硅刚产品的质量、安全性和能 源消耗。所以对硅钢磁性能的检测也尤为重要。硅钢片的磁性能包括磁感和损耗，损耗的 测量方法主要有标准测量法和实时测量法，我们现在使用的标准铁损测量方法，是德国人爱泼斯坦于1900年提出的爱泼斯坦方 圈法，这是现在国际上通用的测量方法。我国的国标GB/T 3655-92也采用了这种方法。但 是对于生产厂家做实时测量来说，这种测量方法对被测样品的要求就显得严格了。而对于 非生产厂家如商品检验检测部门而言，更需要一种结构简单，携带方便、操作容易和测量准 确的硅钢片性能检测装置，希望硅钢片性能检测装置对于被测样品没有苛刻的要求，不用 剪切，直接用于硅钢片及其成品的实时铁损测量；希望直接测量硅钢片的性能，还可以测量 硅钢成品的性能，例如变压器中的铁心，发电机中的磁轭等。通过对比横纵向的铁损比值， 自动实现判别取向性。而目前国内尚无这样的便携式硅钢片取向性鉴别铁损检测装置，硅 钢片性能检测常常受到设备和其它条件限制，延长了测试时间，影响测试效率的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为克服现有技术的不足，针对硅钢片性能检测不便的难题，提 供一种便携式硅钢片取向性鉴别铁损检测装置的设计方案，使硅钢片取向性鉴别铁损检测装置实现携带方便、操作容易和测量准确；缩短了测试时间，提高了生产效率。本专利技术是通过这样的技术方案实现的一种便携式硅钢片取向性鉴别仪，其特征 在于，包括测试电路、磁导计；测试电路主要由32位单片机系统、信号源、功率放大器、双通 道14位A/D电路和14位D/A电路构成；所述32位单片机系统包括硬件及软件；单片机系统硬件包括与单片机连接的触摸屏 显示、键盘接口和RS232接口，单片机系统通过RS232接口与上位机通讯，用于参数输入，结 果输出；所述磁导计由励磁机构和感应机构组成；所述励磁机构采用高磁导率的硅钢材料制成 形状为U型的磁轭，在U型磁轭上绕有励磁线圈Ni，感应机构由感应线圈N2组成；所述单片机连接信号源，信号源是由单片机的HSO端口连接锁相环Ain端口，锁相环输 出端一路经分频器再连接锁相环Bin端口，锁相环输出端另一路连接计数器，计数器通过 10位地址线连接ROM，ROM由数据线连接8位D/A转换电路，8位D/A转换电路经过滤波电 路、功率放大器连接磁导计励磁机构的励磁线圈m；所述功率放大器由一个普通运算放大器和射集跟随器组成；功率放大器信号输入端与 信号源连接，功率放大器输出端接入一个限流电阻，再经隔直电路连接磁导计的励磁线圈 Nl ；励磁线圈m串接电阻to，电阻1 两端连接到一路前置放大电路，通过前置放大电路使 电流信号放大后进入双通道14位A/D电路的一个通道；感应线圈N2与另一路前置放大电路连接，通过前置放大电路使电压信号放大后进入 到双通道14位A/D电路的另一个通道；由所述双通道14位A/D电路采样，其中一个通道采集来自感应线圈N2的电压信号，另 一个通道采集来自励磁线圈m的电流信号；双通道14位A/D电路每周期每通道采样1 个点；采样信号经A/D转换后送入单片机 处理，计算铁损；通过单片机程序对比横纵向的铁损比值，自动判别硅钢片取向性。一种便携式硅钢片取向性鉴别方法，其特征在于，通过单片机程序对比被测硅钢 片横纵向的铁损比值，自动判别硅钢片取向性，冷轧取向性硅钢片和无取向硅钢片的判别 标准主要取决于铁损值的横纵比，铁损值的横纵比超过1. 5的可以判定为取向，不超过1. 5 的判定为无取向。便携式硅钢片取向性鉴别仪主要用于硅钢片的成品、半成品的铁损测量，并 进行横纵向的自动比对分析，自动判定硅钢片的取向性，与传统的检测设备(爱泼斯坦方 圈、单片硅钢测量装置)的区别在于，在不破坏硅钢片的前提下，对硅钢片进行铁损的检测， 再根据横纵向的铁损比值进行自动判别以便了解硅钢片的性能，是在原有硅钢检测设备的 基础上发展出来的，并且它具有高度集成化、自动判别、便携式等优点。集成化和便携式是本专利技术的特点之一，是集微处理器、信号源、功率放大器、双通 道A/D、D/A、积分器为一体的测量设备。模拟反馈、锁定磁感峰值是这个设备的技术关键。 由32位单片机设置信号源的频率，单片机控制14位D/A经积分器调节输出电压，采用伏安 法原理，对电流和电压同步实时采样，对不同频率(50Hz、60Hz)下整周期采样，用双通道A/ D，每周期每通道采样1 个点。输入单片机计算出铁损，并测量比值。本专利技术鉴别仪为便携式设计，其重量不足5公斤，32位单片机、触摸屏显示、RS232接口、信号源、功率放大器、双通道14位A/D、14位D/A为一体，从定义出发，完成硅钢片铁 损的测量，进行横纵向的对比，自动判定硅钢片的取向性。满足广大硅钢生产厂家、使用单 位和海关、商检、物流的需要，将创造良好的社会效益和经济效益。附图说明图1为便携式硅钢片取向性鉴别仪结构框图2为伏安法原理图； 图3为信号源原理图； 图4为功率放大器原理图； 图5为前置放大电路原理框图； 图6为锁定磁感峰值电路示意图； 图7为数字电路部分框图； 图8为励磁机构示意图； 图9感应机构示意图； 图10单片机软件流程图。具体实施例方式为了更清楚的理解本专利技术，结合附图和实施例详细描述本专利技术如图1至图9所示，便携式硅钢片取向性鉴别仪，包括测试电路和磁导计两部分；测 试电路主要由32位单片机系统、信号源、功率放大器、双通道14位A/D电路和14位D/A电 路构成；磁导计由励磁机构和感应机构组成；本专利技术测试电路原理如图1所示，主要由32位单片机系统，信号源、功率放大器、双通 道14位A/D、14位D/A等构成。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种便携式硅钢片取向性鉴别仪，其特征在于，包括测试电路、磁导计；测试电路主要由３２位单片机系统、信号源、功率放大器、双通道１４位Ａ／Ｄ电路和１４位Ｄ／Ａ电路构成；所述３２位单片机系统包括硬件及软件；单片机系统硬件包括与单片机连接的触摸屏显示、键盘接口和ＲＳ２３２接口，单片机系统通过ＲＳ２３２接口与上位机通讯，用于参数输入，结果输出；所述磁导计由励磁机构和感应机构组成；所述励磁机构采用高磁导率的硅钢材料制成形状为Ｕ型的磁轭，在Ｕ型磁轭上绕有励磁线圈Ｎ１，感应机构由感应线圈Ｎ２组成；所述单片机连接信号源，信号源是由单片机的ＨＳＯ端口连接锁相环Ａｉｎ端口，锁相环输出端一路经分频器再连接锁相环Ｂｉｎ端口，锁相环输出端另一路连接计数器，计数器通过１０位地址线连接ＲＯＭ，ＲＯＭ由数据线连接８位Ｄ／Ａ转换电路，８位Ｄ／Ａ转换电路经过滤波电路、功率放大器连接磁导计励磁机构的励磁线圈Ｎ１；所述功率放大器由一个普通运算放大器和射集跟随器组成；功率放大器信号输入端与信号源连接，功率放大器输出端接入一个限流电阻，再经隔直电路连接磁导计的励磁线圈Ｎ１；励磁线圈Ｎ１串接电阻Ｒｎ，电阻Ｒｎ两端连接到一路前置放大电路，通过前置放大电路使电流信号放大后进入双通道１４位Ａ／Ｄ电路的一个通道；感应线圈Ｎ２与另一路前置放大电路连接，通过前置放大电路使电压信号放大后进入到双通道１４位Ａ／Ｄ电路的另一个通道；由所述双通道１４位Ａ／Ｄ电路采样，其中一个通道采集来自感应线圈Ｎ２的电压信号，另一个通道采集来自励磁线圈Ｎ１的电流信号；双通道１４位Ａ／Ｄ电路每周期每通道采样１２８个点；采样信号经Ａ／Ｄ转换后送入单片机处理，计算铁损；通过单片机程序对比横纵向的铁损比值，自动判别硅钢片取向性。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：傅志强，魏红兵，朱锦波，赵江勇，郭俊成，贺翠翠，
申请(专利权)人：天津出入境检验检疫局化矿金属材料检测中心，
类型：发明
国别省市：12
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